西北农林科技大学（756）园艺学院茶叶创新团队在萜类物质提高茶树抗轮斑病方面取得新进展

近期，园艺学院茶叶创新团队围绕“萜类物质调控茶树抗轮斑病”展开系统研究，成果先后发表于植物领域权威期刊《The Plant Journal》与《Plant, Cell & Environment》，为茶树抗病育种与绿色防控提供了新的分子靶点。

课题组前期研究发现，经轮斑病菌侵染后，茶树叶片中多种香气成分上调，其中α-法尼烯含量激增13.27倍。为进一步研究这些挥发性成分在抗轮斑病中的作用，课题组开展了一系列抗性表型和分子机制解析工作。2025年8月12日，团队在The Plant Journal发表了题为“CsNAC29 transcription factor activates α‑farnesene emission to resist gray blight disease in tea plant (Camellia sinensis)”的研究论文。园艺学院徐清山副教授、硕士生庄子楠、博士生程龙为共同第一作者，余有本教授、刘淑媛副教授和安徽农业大学朱俊彦副教授为共同通讯作者。

该论文揭示了CsNAC29转录因子调控α-法尼烯合成、增强茶树抗轮斑病的分子机制。体外抑菌实验证实了α-法尼烯对病原菌具有显著抑制作用。进一步鉴定出萜烯合成酶基因CsAFS2（及其剪接异构体CsAFS2.2、CsAFS2.3），其中CsAFS2.1受病原菌诱导最为显著。通过酵母单杂交、双荧光素酶与EMSA实验验证发现CsNAC29可直接结合CsAFS2启动子的AGTCAA元件，激活其转录表达并促进α-法尼烯生成；而沉默CsNAC29或CsAFS2基因，会显著降低茶树α-法尼烯含量，导致茶树对轮斑病抗性下降。该研究不仅阐明α-法尼烯介导的茶树抗病机制，更为通过基因操作同步提升茶叶香气与抗病性提供了新思路。

图1 CsNAC29调节CsAFS2选择性剪接合成α-法尼烯，增强对Ps.cs抗性的模型

D-柠檬烯是一种重要的单萜类化合物，不仅赋予茶叶清新的柑橘香气，同时在植物防御体系中发挥重要的抗菌功能。2025年11月3日,团队在Plant, Cell & Environment上发表题为“The CsbHLH124-CsTPS5 Regulatory Module Governs D-Limonene Biosynthesis and Gray Blight Resistance in Tea Plant (Camellia sinensis)”的研究论文。园艺学院博士生王鑫玉、硕士生马慧聪、江庆涛为共同第一作者，徐清山副教授和刘淑媛副教授为共同通讯作者。

研究发现，茶树叶片中D-柠檬烯合成受到轮斑病菌诱导，外源施用柠檬烯可有效抑制病原菌生长并减轻叶片病斑。研究进一步鉴定出茶树萜烯合酶基因CsTPS5是柠檬烯合成的关键酶，转录因子CsbHLH124能直接结合CsTPS5启动子的E-box元件，激活其转录表达。基因沉默实验表明，CsbHLH124-CsTPS5调控模块在促进D-柠檬烯合成及抑制Pseudopestalotiopsis camelliae-sinensis引起的病变形成中发挥关键作用。

此外，研究揭示了茉莉酸（JA）信号在该途径中的核心作用。病原侵染诱导JA及其活性形式JA-Ile的积累，进而上调CsbHLH124-CsTPS5模块的表达，促进柠檬烯合成，实现防御信号与次生代谢的协同响应。这一调控模块揭示了柠檬烯在茶树香气形成与病害响应中的共同作用，为深入理解茶树挥发性代谢与抗病机制的关系提供了新见解。

图2 茶树防御中D-柠檬烯生物合成转录调控的模型

这些研究揭示了茶树萜类化合物生物合成与轮斑病抗性关联的响应机理，为靶向改良茶树抗病性、减少化学农药使用的分子育种提供了核心基因标记。

原文链接：

https://doi.org/10.1111/tpj.70421

https://doi.org/10.1111/pce.70271

编辑：王学锋

终审：刘玉峰